KR19980030460A - 3차아민의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
폴리우레탄 및/또는 엘라스토머 등의 발포촉매로 사용되는 3차아민을 제조하는 기술에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
3차아민 제조시 반응시간을 단축시켜서 수율을 향상시키고, 제조공정을 간단하게 하고, 통상의 제조설비를 사용하여 보다 경제적으로 3차아민을 제조한다.
3. 발명의 해결방법의 요지
1차아민을 황산이메틸로 메틸화 반응시켜서 4차암모늄을 제조하고 제조된 4차암모늄염을 에탄올아민과 반응시켜서 3차아민을 제조한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 3차아민은 경질 또는 연질 폴리우레탄의 발포촉매나 엘라스토머 등의 발포촉매로 사용된다.
Description
본 발명은 경질 또는 연질 폴리우레탄 발포촉매나 엘라스토머 등의 발포 촉매로 사용되는 3차아민 구조를 갖는 아래 일반식 (I )로 표시되는 3차아민의 제조방법에 관한 것이다.
(상기 일반식 (I) 에서 X는 알킬렌기를 나타낸다.)
이와 같은 구조를 가진 3차아민의 제조방법은 현재 여러가지 방법이 개발되어 있다. 첫째로 가장 오래된 방법의 하나인 1차 또는 2차아민을 포름알데하이드로 처리한 후 환원적으로 알킬화하는 방법이고, 둘째는 각종의 알콜류와 2차아민을 사용하여 직접 탈수하는 방법이고 셋째는 알킬할라이드와 2차아민을 반응시켜 3차아민을 얻는 방법으로 대별할 수 있다.
이들 종래 기술을 보다 구체적으로 설명한다.
첫번째 방법은 일본 공개특허 소49-26209호 및 영국 특허 860,922호에 기재된 바와 같이 1차 또는 2차아민을 포름알데히드로 처리한 후 개미산 또는 수소를 사용하여 환원적으로 알킬화 하여 3차아민을 얻는 방법이다.
이를 반응식으로 나타내면 다음과 같다.
(상기 반응식 중에서 R은 알킬기를 나타낸다.)
개미산으로 환원하는 방법은 원료인 아민을 시간에 따라 서서히 적가해야 하는 어려움이 있으며, 또한 순수한 3차아민을 얻기위해 마지막으로 염기를 사용해서 중화처리를 해야하는 번거러움이 있고, 또한 수율이 낮아 일반적으로 공업적인 측면에서 중요성이 떨어지는 것으로 인식되고 있다.
한편 수소를 환원제로 사용하는 경우에서는 원료인 포름알데히드를 압력이 걸려있는 반응기 내로 서서히 도입해야 하는 설비상의 어려움이 있다.
두번째 방법은 일본 공개특허 소49-82605호, 일본 공개특허 소49-81306호, 미국특허 3,223734호 및 미국특허 3,723,311호에 기재된 바와 같이 긴 사슬의 알콜과 디메틸아민을 금속촉매 존재하에 고온으로 처리함으로서 직접 탈수하여 3차아민을 얻는 방법이다. 이를 반응식으로 나타내면 다음과 같다.
(상기 반응식 중에서 R′은 알킬기를 나타낸다.)
이와 같이 직접 탈수하는 방법은 상당히 고온, 고압을 요구하므로 제조설비상 문제점이 있다.
세번째 방법은 미국 특허 3,548,001호에 기재된 바와 같이 알킬할라이드를 디메틸아민과 반응시켜 염을 만든 다음 염기를 사용하여 탈염시킴으로서 3차아민을 얻는 방법인데 일반적으로 반응시간이 길 뿐만 아니라 수율도 낮아서 경제성이 떨어지는 것으로 인식되고 있다. 이를 반응식으로 나타내면 다음과 같다.
R X+ HN(CH3)2---* R N+H(CH3)2X---- RCH2N(CH3)2
(상기 반응식에서 R 은 알킬기 X는 염소 또는 브롬을 나타낸다.)
본 발명은 경질 또는 연질 폴리우레탄 발포촉매나 엘라스토머 등의 발포 촉매로 사용되는 3차아민을 제조함에 있어서, 앞에서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한다. 구체적으로 반응시간을 단축하여 수율을 향상시키고, 제조설비 및 제조공정을 단순화시켜서 경제적으로 고순도의 3차아민을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 폴리우레탄 및/또는 엘라스토머 등의 발포촉매로 사용되는 일반식 (I)의 3차아민을 간단한 공정 및 설비를 이용하여 높은 수율로 제조하는 방법에 관한 것이다.
구체적으로는 1차아민을 황산이메틸로 메틸화 반응시켜서 4차암모늄염을 제조하고, 제조된 4차암모늄염을 에탄올 아민과 반응시켜서 일반식 (I)의 3차아민을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이들 반응식을 표시하면 식 (Ⅱ) 와 같다.
(식에서, X는 알킬렌기이다.)
(식에서, X는 알킬렌기 이다.)
본 발명에 의한 제조방법을 좀 더 상세히 설명하면, 1차아민을 물에 희석시킨 용액에 황산이메틸 2∼10 당량을 소량씩 2∼10 시간에 걸쳐 투입한다.
투입이 완료되는 데로 반응액의 온도를 35∼70℃ 로 승온시킨 뒤 곧바로 상온으로 냉각한다. 이어서 에탄올아민 1∼2 당량을 한 번에 투입한 후 상온에서 2∼5 시간 반응을 지속한다. 반응이 완료되면 교반을 멈추고 정지시켜 상층액을 분리한다.
분리한 상층액을 100∼150℃로 가열해 둔 에탄올아민 2∼4 당량 용액에 1시간에 걸쳐 투입한다. 에탄올아민의 전체사용량은 3∼6 당량이다. 이 혼합물의 온도를 150∼180℃로 승온시킨 후 분리액의 1∼2 중량부에 헤당하는 물을 소량씩 적가하여 물과 함께 증류되는 일반식 (I)의 3차아민을 제조한다.
아래의 실시예는 본 발명의 제조방법을 더욱 상세히 설명하고자 하는 것이며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
반응기 내에 에탄디아민 1몰 (60.lg) 과 물 250ml, 그리고 탄산수소나트륨 3.7몰 (310g)을 투입한 다음 교반한다. 이 용액에 황산이메틸 3.4몰 (320ml)을 적가투입한다. 투입이 완료되면 반응기 내부온도를 62℃로 승온시킨 뒤 곧바로 상온으로 냉각시킨다. 물 250m1를 가하여 희석시키고 에탄올아민 1.5몰 (91.5g)을 투입하고 상온에서 4시간 동안 교반한다.
반응이 완결되면 교반을 정지하여 분리된 상층액을 따로 분리한다.
또 다른 반응기에 에탄올아민 3.0몰 (183g)을 투입한 뒤 140℃ 로 승온시키고 여기에 앞에서 분리하여둔 용액을 투입한다.
이어 내부온도를 170℃로 승온시키고 물 100m1를 소량씩 적가하면서 목적 화합물인 N, N, N′, N′-테트라메틸에틸렌디아민을 증기증류해낸다.
이 증류물혼합물의 하부층인 물을 분리시키고 상층액을 감압하에 증류하여 목적화합물인 N, N, N′, N′-테트라메틸에틸렌디아민을 제조한다.
수율 : 105.75g (91%)
비점 : 122℃ / 760torr
실시예 2
반응기 내에 1,4-부탄디아민 1몰 (88g)과 물 250ml, 그리고 탄산수소나트륨 3.7몰 (310g)을 투입한 다음 교반한다. 이 용액에 황산이메틸 3.4몰 (320ml)을 적가투입한다. 이하 공정은 실시예 1과 동일하게 실시하여 N, N. N′,N′-테트라메틸-1, 4-부탄디아민을 제조한다.
수율 : 128.4g (89%)
비점 : 110℃ / 33torr
실시예 3
반응기 내에 1, 6-헥산디아민 1몰 (116g)과 물 250ml, 그리고 탄산수소나트륨 3.7몰 (310g) 을 투입한 다음 교반한다.
이 용액에 황산이메틸 3.4몰 (320ml)을 적가투입한다. 이하 공정은 실시예 1과 동일하게 실시하여 N, N, N′, N′-헥산메틸렌-1, 6-헥산디아민을 제조한다.
수율 : 160.3g (93%)
비점 : 90℃ / 33torr
이상에서 설명한 바와 같이 1차아민을 황산이메틸로 메틸화 반응시켜서 4차암모늄염을 제조하고, 제조된 4차암모늄염을 에탄올아민과 반응시켜 일반식 (I )의 3차아민을 제조하는 본 발명의 제조방법으로 3차아민을 제조하는 경우 반응시간이 단축되어 수율이 향상되고 제조공정이 간단하고 통상의 제조설비를 사용할 수 있어서 제조원가가 절감된다.
Claims (4)
1차아민을 황산이메틸로 메틸화 반응시켜서 4차암모늄염을 제조하고, 제조 된 4차암모늄염을 에탄올아민과 반응시킴을 특징으로 하는 일반식 (I)의 3차아민의 제조방법.
(식 (I)에서 X는 알킬렌기이다.)
1항에 있어서, 1차아민을 황산이메틸로 메틸화 반응시키는 반응온도가 35∼70℃ 임을 특징으로 하는 3차아민의 제조방법.
1항에 있어서, 1차아민의 메틸화 반응을 위한 황산이메틸의 사용량이 2∼10 당량임을 특징으로 하는 3차아민의 제조방법.
1항에 있어서, 4차암모늄염과 반응하는 에탄올아민의 사용량이 3∼6 당량임을 특징으로 하는 3차아민의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019960049865A KR19980030460A (ko) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 3차아민의 제조방법 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200038237A (ko) * | 2017-08-04 | 2020-04-10 | 니토 보세키 가부시기가이샤 | 알릴메타알릴아민계 (공)중합체, 그 제조 방법, 및 그 용도 |
-
1996
- 1996-10-30 KR KR1019960049865A patent/KR19980030460A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR20200038237A (ko) * | 2017-08-04 | 2020-04-10 | 니토 보세키 가부시기가이샤 | 알릴메타알릴아민계 (공)중합체, 그 제조 방법, 및 그 용도 |
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